Таласи неизвесности

У јануару ове године је објављено да је опсерваторија ЛИГО забележила, вероватно други догађај спајања две неутронске звезде. Ова информација изгледа сјајно у медијима, али многи научници почињу да озбиљно сумњају у поузданост открића „астрономије гравитационих таласа“ у настајању.

У априлу 2019. детектор ЛИГО у Ливингстону, Луизијана, открио је комбинацију објеката који се налазе на око 520 милиона светлосних година од Земље. Ово запажање, направљено са само једним детектором, у Ханфорду, привремено је онемогућено, а Девица није регистровала феномен, али га је ипак сматрала довољним сигналом за појаву.

Анализа сигнала ГВ190425 указао на судар бинарног система укупне масе 3,3 - 3,7 пута веће масе Сунца (1). Ово је очигледно веће од маса које се обично примећују у системима бинарних неутронских звезда у Млечном путу, које су између 2,5 и 2,9 соларних маса. Претпоставља се да откриће може представљати популацију двоструких неутронских звезда која раније није примећена. Не свиђа се свима ово умножавање бића изван нужде.

1. Визуелизација судара неутронске звезде ГВ190425.

Чињеница је да је ГВКСНУМКС забележено једним детектором значи да научници нису били у могућности да прецизно одреде локацију, а нема ни трага за посматрање у електромагнетном опсегу, као у случају ГВ170817, првог спајања две неутронске звезде које је приметио ЛИГО (што је такође сумњиво , али више о томе у наставку). Могуће је да то нису биле две неутронске звезде. Можда један од објеката ЧернР° СЏ РµС ‹СЂР °. Можда су обоје били. Али онда би то биле мање црне рупе од било које познате црне рупе, и модели за формирање бинарних црних рупа би морали да се поново изграде.

Превише је ових модела и теорија да би се прилагодили. Или ће можда „астрономија гравитационих таласа“ почети да се прилагођава научној строгости старих поља свемирског посматрања?

Превише лажних позитивних резултата

Александар Унцикер (2), немачки теоријски физичар и угледни писац популарне науке, написао је у фебруару за Медиум да, упркос огромним очекивањима, детектори гравитационих таласа ЛИГО и ВИРГО (3) за годину дана нису показали ништа занимљиво, осим насумичних лажних позитивних резултата. Према научнику, то изазива озбиљне сумње у вези са методом која се користи.

Са Нобеловом наградом за физику за 2017. која је додељена Рајнеру Вајсу, Барију К. Баришу и Кипу С. Торну, чинило се да је питање да ли се гравитациони таласи могу детектовати једном заувек решено. Одлука Нобеловог комитета се тиче изузетно јака детекција сигнала ГВ150914 представљен на конференцији за новинаре у фебруару 2016. и већ поменути сигнал ГВ170817, који је приписан спајању две неутронске звезде, пошто су друга два телескопа забележила конвергентни сигнал.

Од тада су ушли у званичну научну шему физике. Открића су изазвала одушевљене реакције и очекивала се нова ера у астрономији. Гравитациони таласи су требали да буду "нови прозор" у Универзум, додајући арсенал раније познатих телескопа и доводећи до потпуно нових видова посматрања. Многи су ово откриће упоредили са Галилејевим телескопом из 1609. године. Још више ентузијазма била је повећана осетљивост детектора гравитационих таласа. Наде за десетине узбудљивих открића и детекција током циклуса посматрања О3 који је почео у априлу 2019. су биле велике. Међутим, за сада, напомиње Унзикер, немамо ништа.

Да будемо прецизни, ниједан од сигнала гравитационих таласа забележених у последњих неколико месеци није независно верификован. Уместо тога, постојао је необјашњиво велики број лажних позитивних резултата и сигнала, који су потом смањени. Петнаест догађаја није прошло тест валидације са другим телескопима. Поред тога, са теста је уклоњено 19 сигнала.

Неки од њих су у почетку сматрани веома значајним – на пример, ГВ191117ј је процењен као догађај са вероватноћом од један у 28 милијарди година, за ГВ190822ц – један у 5 милијарди година, а за ГВ200108в – 1 у 100. године. С обзиром да посматрани период није био ни читава година, оваквих лажних позитива има доста. Можда нешто није у реду са самом методом сигнализације, коментарише Унзикер.

Критеријуми за сврставање сигнала у „грешке“, по његовом мишљењу, нису транспарентни. То није само његово мишљење. Чувена теоријска физичарка Сабина Хосенфелдер, која је раније указивала на недостатке у методама анализе података ЛИГО детектора, прокоментарисала је на свом блогу: „Ово ме боли глава, људи. Ако не знате зашто ваш детектор ухвати нешто што не очекујете, како му можете веровати када види оно што очекујете?

Тумачење грешке сугерише да не постоји систематска процедура за одвајање стварних сигнала од других, осим да се избегну флагрантне контрадикције са другим запажањима. Нажалост, чак 53 случаја „открића кандидата” имају једно заједничко – нико осим репортера то није приметио.

Медији имају тенденцију да прерано славе открића ЛИГО/ВИРГО. Када накнадне анализе и тражење потврде пропадну, као што је то већ неколико месеци, нема више ентузијазма ни исправке у медијима. У овој мање ефективној фази, медији уопште не показују интересовање.

Само једно откривање је сигурно

Према Унзикеру, ако смо пратили развој ситуације од објављивања високог профила 2016. године, тренутне сумње не би требало да буду изненађење. Прву независну процену података спровео је тим на Институту Ниелс Бор у Копенхагену на челу са Ендру Д. Џексоном. Њихова анализа података открила је чудне корелације у преосталим сигналима, чије је порекло још увек нејасно, упркос тврдњама тима да укључене све аномалије. Сигнали се генеришу када се необрађени подаци (након опсежне предобраде и филтрирања) упореде са такозваним шаблонима, односно теоријски очекиваним сигналима из нумеричких симулација гравитационих таласа.

Међутим, када се анализирају подаци, такав поступак је прикладан само када је утврђено само постојање сигнала и тачно познат његов облик. У супротном, анализа образаца је обмањујући алат. Џексон је ово учинио веома ефикасним током презентације, упоређујући процедуру са аутоматским препознавањем слике регистарских таблица аутомобила. Да, нема проблема са тачним очитавањем на мутној слици, али само ако сви аутомобили који пролазе у близини имају регистарске таблице тачно одговарајуће величине и стила. Међутим, када би се алгоритам применио на слике "у природи", он би препознао регистарску таблицу са било ког светлог објекта са црним тачкама. Ово је оно што Унзикер мисли да се може догодити гравитационим таласима.

3. Мрежа детектора гравитационих таласа у свету

Било је и других недоумица око методологије детекције сигнала. Као одговор на критике, група из Копенхагена развила је метод који користи чисто статистичке карактеристике за откривање сигнала без употребе образаца. Када се примени, први инцидент из септембра 2015. још увек је јасно видљив у резултатима, али ... за сада само овај. Овако снажан гравитациони талас може се назвати "срећом" убрзо након лансирања првог детектора, али након пет година недостатак даљих потврђених открића почиње да изазива забринутост. Ако у наредних десет година не буде статистички значајног сигнала, хоће ли га бити прво виђење ГВ150915 и даље сматра стварним?

Неки ће рећи да је то било касније откривање ГВ170817, односно термонуклеарни сигнал бинарне неутронске звезде, у складу са инструменталним посматрањима у области гама зрака и оптичким телескопима. Нажалост, постоји много недоследности: детекција ЛИГО-а је откривена тек неколико сати након што су други телескопи забележили сигнал.

Лабораторија ВИРГО, покренута само три дана раније, није дала никакав препознатљив сигнал. Поред тога, дошло је до прекида мреже у ЛИГО/ВИРГО и ЕСА истог дана. Постојале су сумње у компатибилност сигнала са спајањем неутронских звезда, веома слабим оптичким сигналом итд. С друге стране, многи научници који проучавају гравитационе таласе тврде да су информације о смеру које је ЛИГО добио много тачније од информација о друга два телескопа, а кажу да налаз није могао бити случајан.

За Унзикера, прилично је узнемирујућа коинциденција да су подаци за ГВ150914 и ГВ170817, прве догађаје ове врсте забележене на великим конференцијама за штампу, добијени под „ненормалним“ околностима и нису могли да се репродукују под много бољим техничким условима у то време. мерења дугих серија.

Ово доводи до вести попут наводне експлозије супернове (за коју се испоставило да је илузија), јединствени судар неутронских звездато приморава научнике да "преиспитају године конвенционалне мудрости" или чак црну рупу од 70 соларних, коју је ЛИГО тим назвао пренагљеном потврдом својих теорија.

Унзикер упозорава на ситуацију у којој ће астрономија гравитационих таласа стећи неславну репутацију за обезбеђивање „невидљивих“ (иначе) астрономских објеката. Да би се то спречило, нуди већу транспарентност метода, објављивање коришћених шаблона, стандарде анализе и постављање датума истека за догађаје који нису независно потврђени.